KR100379768B1 - 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치 - Google Patents

브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에너지 발생장치 내부에 고온 세라믹스로 발열부를 입설하고, 맥반석 등의 적외선 방사체로 외곽을 구축하여 거의 밀폐된 공간을 형성하여 브라운가스를 연소실에서 연소시켜서 발열부를 1,000℃이상으로 가열하고, 발열부에서 방사되는 간접열에 의해 외벽을 가열하여 적외선 방사체에서 적외선을 내ㆍ외부로 방사할 수 있도록 한 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치로써, 연소실 내부로 공급된 브라운가스가 연소된 후 수증기화되면서 고온의 물분자가 되고, 물분자가 발열부 및 외벽에서 방사되는 적외선을 흡수하여 자기 발열 현상에 의해 온도가 초고온으로 상승되면서 H와 O로 이온화되고 재결합되는 연소사이클을 반복하여 수증기의 연속적인 재 연소에 의해 막대한 량의 새로운 열을 창출해 내는 초 효율 에너지 발생장치이다.

Description

브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치{ENERGY CREATING AND PRODUCTING DEVICE FROM CYCLING COMBUSTION OF BROWN GAS}
본 발명은 브라운가스발생기에서 생산되는 청정연료인 브라운가스를 연소시킬 때 생성되는 수증기를 순환 연소시키면서 에너지를 발생하는 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치에 관한 것으로, 특히 브라운가스를 적외선 방사체로 둘러싸인 밀폐형 연소실 내의 발열부에서 연소시켜 생성되는 수증기가 적외선 방사체 및 발열부에서 방사되는 적외선을 흡수하여 고온 상태로 되면서 물 분자가 O와 H로 열분해되어 이온화되고 일단 이온화된 후 다시 수증기 상태로 되는 재연소 과정을 거치게 된다. 이러한 연소로 인한 이온화와 재연소 과정이 적외선 방사체로 둘러싸인 밀폐형 연소실의 내부에서 순환적으로 이루어지므로 외부로의 열 방출이 최소화되는 동시에 적외선 방사체에서는 연소실 내부로 적외선이 방출되어 수증기의 이온화에 필요한 에너지를 공급하게 된다. 한편으로 연소실의 하부에서 브라운 가스의 연소로 인한 계속적인 에너지의 공급이 이루어지므로 적외선 방사체 내부의 전체적인 온도는 계속적으로 상승하게 된다. 본 발명은 상기와 같은 적외선 방사체의 외부로의 열 유출의 차단과 내부로의 적외선의 방출을 수증기와 H와 O로의 순환적인 변화를 이용하여 연소실 하부에서 공급되는 열을 효율적으로 이용할 수 있는 연소 장치와 관련된 것이다.
종래로부터 일반적으로 사용되고 있는 화석연료를 태우기 위한 통상의 연소실에는 많은 량의 연소용 공기를 공급하여야 하고, 이와 같이 연소실에 공급된 연소용 공기만큼 연소시에 발생되는 연기를 굴뚝을 통해서 외부로 배출시켜야 한다. 이때 사용되지 않고 굴뚝으로 배출되어 손실되는 에너지는 일반적으로 전체 공급에너지의 약 60%를 상회한다.
물의 전기분해 역사는 1833년 파라데이가 전기분해에 대한 이론을 정립한 이래 아직 이렇다 할 진전이 없었다. 다시 말하면 누구나 전기분해를 할 수는 있었지만 물을 전기분해해서 보일러, 히터 가열로 등의 연료로 쓸수 있도록 상용화 하지는 못했다.
그 이유로서는 첫째 물을 전기분해 하면 수소가스가 나온다고만 알고 있었고 브라운가스만이 가지고 있는 임플로젼(IMPLOSION)특성, 열핵반응특성 등을 전혀 모르고 있었다.
둘째, 전기분해의 핵심인 전해조 개발이 미숙하고 실험실 수준에 불과하여 연속가동할 경우, 토오치 팁에서 물이 나오는 등 24시간 가동하여 연료로 쓰기에는 부적당하였다.
즉 이론도 없고 기술도 미숙하여 결국 경제성을 확보하지 못한 것이 그 이유이다.
따라서, 본 발명은 상기 여러 가지 사정을 감안해서 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 브라운가스를 연소시켜서 발열부를 1,000℃이상으로 가열하고, 발열부에서 방사되는 복사열에 의해 외벽을 가열하여 적외선을 내 ·외부로 방사하게 하는 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 연소실 내부로 공급된 브라운가스를 연소시킨 후 수증기화되면서 고온의 물분자가 되고, 물분자가 발열부와 외벽에서 방사되는 적외선 및 원적외선을 흡수하여 자기 발열 현상에 의해 온도가 1,000℃→2,500℃→4,000℃로 상승되며 H와 O로 이온화되고 연소하게 되는 사이클을 반복하여 수증기의 연속적인 재 연소에 의해 막대한 량의 열을 발생하는 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 연소후에 생성되는 부산물(연기, 그을음, 검댕이, 악취)이 발생되지 않는 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 굴뚝이 필요없으며 연소용 공기를 공급할 필요없는 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 브라운가스의 특성이 적용되는 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치에 있어서, 기대상에 설치되는 발열부와, 내부에 연소실을 형성하도록 상기 발열부를 둘러싸며 상부에 수증기 배출공이 형성된 외벽과, 브라운가스를 발생하는 브라운가스 발생기와, 상기 브라운가스 발생기에서 배출되는 브라운가스를 단속하도록 공급관로사이에 설치된 개폐밸브와, 상기 개폐밸브 및 공급관로을 통해 공급되는 브라운가스를 연소시켜서 상기 발열부를 가열시키는 연소버너로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치의 부분 종단면도,
도 2는 도1에서 발열부를 구체적으로 도시한 도면,
도 3은 브라운가스의 임플로젼 특성 그래프,
도 4는 물분자의 적외선 흡수율 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10:기대 12:중공부
14:장착공 20:발열부
21:블럭 22:바닥면
22a:오목부 23,24:관통공
25,26:상부오목홈 30:외벽
35:연소실 37:배출공
40:브라운가스 발생기 50,52:공급관로
60:개폐밸브 70:연소버너
77:불꽃열
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치에 대하여 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치의 부분 종단면도이고, 도 2는 도 1에서 발열부를 구체적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치는 기대(10)상에 설치되는 발열부(20)와, 내부에 연소실(35)을 형성하도록 상기 발열부(20)를 둘러싸며 상부에 수증기 배출공(37)이 형성된 외벽(30)과, 브라운가스를 발생하는 브라운가스 발생기(40)와, 상기 브라운가스 발생기(40)에서 배출되는 브라운가스를 단속하도록 공급관로(50,52)사이에 설치된 개폐밸브(60)와, 상기 개폐밸브(60) 및 공급관로((50,52)을 통해 공급되는 브라운가스를 연소시켜서 상기 발열부(20)를 가열시키는 연소버너(70)로 구성되어 있다.
상기 기대(10)는 도 1에 도시한 바와 같이 발열부(20)와 외벽(30)의 무게에 견딜 수 있도록 일정 두께와 강도를 갖는 철재로 제작한 것으로써, 내부에 중공부(12)가 형성되어 있는 원통형, 직방형체 또는 다각형 기둥형상으로 이루어지며, 그 상부면에는 상기 연소버너(70)의 노즐부(도시하지 않음)를 관통해서 고정할 수 있도록 장착공(14)이 형성되어 있고, 일측벽부에는 상기 연소버너(70) 및 노즐부를 유지ㆍ보수할 수 있도록 도어(도시하지 않음)가 개폐가능하게 설치되어 있다.
상기 기대(10)위에 설치되는 발열부(20)는 고온에 견딜 수 있는 알루미나(Al2O3)를 주성분으로 하는 고온세라믹스(내화도 SK37이상)로 성형하여 소성한 블록(21)을 지그재그로 조적한 것으로서, 상기 블럭(21)은 도 4에 상세히 도시한 바와 같이 상기 연소버너(70)의 노즐부에서 방사되는 불꽃열(77)을 받아서 가열됨과 동시에, 열을 축적하여 적외선을 방사하도록 바닥면(22)의 중앙부가 일정폭을 두고 오목하게 형성된 오목부(22a)와, 상기 오목부(22a)에 수집된 열을 상부로 전달하도록 상기 오목부(22a)의 양측에 서로 일정간격을 두고 상부를 향해서 각각 형성된 2쌍의 관통공(23,24)과 상기 서로 대향하는 관통공(23,24)사이의 상부면을 △D만큼 낮게 형성된 한쌍의 상부오목홈(25,26)으로 구성되어 있다.
다시 말하면, 상기 블럭(21)에 각각 형성된 상부오목홈(25,26)은 관통공(23,24) 사이에 형성되는 것으로써, 상기 블럭(21)의 상부 테두리보다 △D만큼 낮게 형성되어 있다.
상기 외벽(30)을 구성하는 적외선 방사체는 적외선을 다량 방사하는 물질이면 어느 것이나 사용할 수 있는 것은 물론이며, 맥반석을 사용하는 것이 바람직하다.
다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
본 발명에서 브라운가스라 함은 본 발명자가 선출원하여 등록받은 한국 실용신안등록 제117445호, 한국의장등록 제193034호, 한국의장등록 제193035호, 한국의장등록 제184266호, 한국의장등록 제191184호 및 일본국 실용신안등록 제3037633호에서 개시한 산수가스 발생기(본 발명에서 브라운가스 발생기)의 전해구조에서 발생한 산수가스를 의미한다.
상기 브라운가스 발생기(40)에서 브라운가스를 발생해서 공급관로(50,52)사이에 설치된 개폐밸브(60)를 통해 연소버너(70)에 공급하면, 상기 연소버너(70)의선단부에 설치되어 있는 노즐부를 통해서 연소실(35)내로 분출된다.
이때, 상기 노즐부에서 분출되는 브라운가스에 착화시키면, 불꽃열(77)이 발생되면서 발열부(20)를 구성하는 블럭(21)을 가열시키며, 이에 따라 상기 블럭(21)에 형성된 한쌍의 관통공(23,24)를 통해서 상부의 블럭(21)들로 열전달이 일어나서 발열부(20)를 벌겋케 달구게 하고 여기에서 발산되는 열(도 1에서 실선 화살표)로 외벽(30)을 가열하게 된다.
상기 외벽(30)으로 둘러싸여 있는 연소실(35)은 외부로 열이 빠져 나가는 양보다 축적되는 열이 많으므로 적은 연료 공급으로 연소실(35)의 온도를 고온으로 유지시킬 수 있다.
또한, 연소실(35) 내부에 착설된 발열부(20)를 브라운가스에 의해 직화시키므로써 브라운가스만의 임플로젼과 열핵반응 특성에 의해 발열부(20)는 점점 벌겋게 달구어 지면서 발열부(20) 전체가 1,000℃ 이상의 고온상태가 되어 열을 방사한다.
상기 연소실(35)의 외벽(30)은 맥반석 등의 원적외선 방사체로 구축하여 수증기가 배출되는 수증기 배출공(37) 이외에는 밀폐되도록 구성하였으므로, 맥반석 등으로 이루어진 가열된 외벽(30)으로 부터 외부로 방사되는 적외선(도 1에서 길다란 점선 화살표)은 난방 등의 목적으로 이용할 수 있다.
또한, 상기 연소실(35) 내부로 방사되는 적외선(도 1에서 점선 화살표)은 마주보고 있는 다른 쪽 벽을 서로 서로 가열하게 되어 고온으로 가열하는데 상승작용을 일으켜서 특히 가운데 설치된 발열부(20)는 브라운가스의 직화열에 의해 가열될 뿐만 아니라, 외벽(30)에서 각각 방사되는 적외선에 의해 여러 번 가열되는 효과를 얻는다.
이렇게 하여 발열부(20) 전체가 1,000℃이상으로 벌겋게 달구어져 적외선을 계속 방사하고, 상기 외벽(30)을 구성하는 맥반석에서는 발열부(20)의 간접열에 의해 지속적으로 적외선(도 1에서 점선으로 표시한 굵은 화살표)을 방사하므로 상기 연소실(35) 내부의 온도는 계속 상승하여 고온 상태가 유지되고, 연소실(35) 상부, 즉 발열부(20)상부에 활활 타오르는 불기둥(80)이 생겨난다. 만약 브라운가스의 공급량을 줄이지 않으면 연소실(35) 외벽, 즉 맥반석 등으로 구성된 외벽(30)을 녹여 버릴 수도 있다.
이를 다시 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
1. 브라운가스의 4대 특성
1) 완전무공해 특성 : 브라운가스는 물에서 생성되어 연소 후 수증기 상태로 환원하므로 공해물질을 유발하지 않는다.
2) 완전연소 특성 : 브라운가스는 화학당량비 수소 2대 산소 1의 혼합비율로 혼합된 혼합가스이므로 완전연소에 필요한 알맞은 산소를 자체 함유하고 있다.
3) 임플로젼(IMPLOSION)특성: 브라운가스발생기는 1리터의 물로 약 1,860리터의 브라운가스를 생산한다. 반대로 1,860리터의 브라운가스를 밀폐된 압력용기내에서 스파크에 의해 연소시켜보면 도 3에서 a곡선이 보여주는 바와 같이 폭발 지속시간(△T), 즉 백만분의 44초 동안에 압력 최고치 0.5㎫(여기에서 ㎫는 압력단위를 말한다)에 이르자마자 즉시 압력 강하를 일으키는 순간 저압의 내폭과 동시에, 1,860분의 1로 체적감소가 일어나면서 진공도를 형성시킨다. 즉, 다시 물 1리터가 생성되고 나머지 체적은 진공상태가 된다, 이것은 폭발(explosion)과는 전혀 다른 개념인 임플로젼(내파)이라고 설명된다. 도 3에서 b곡선은 압력용기에서 일반가스를 폭발시킬 경우 나타나는 폭발곡선으로 a곡선과는 확연히 구별됨을 알 수 있다.
브라운가스를 연소시킬 때의 불꽃열(77)은 임플로젼이 연속되고 있는 과정이라 할 수 있으며, 따라서 불꽃열(77)이 파열되지 않고 직진하면서 핀포인트 화염을 이루는 형상을 보이며 불꽃열(77)의 길이는 400mm에 이르기도 한다.4) 열핵반응 특성
브라운가스는 물을 분자상태가 아닌 원자상(原子狀)의 수소와 산소로 해리시켜 그것을 수소와 산소로 분리하지 않고 혼합된 상태로 유지한 가스이다.
브라운가스를 연소시킬 때의 불꽃열(77)은 원자와 분자상태의 수소와 산소가 반응하는 독특한 성격을 가지고 있다. 해리된 상태의 수소와 산소로 이루어진 브라운 가스를 이용하여 가열되는 물질은 공기중에서 가스가 홀로 연소할 때의 불꽃보다 훨씬 뜨거운 불꽃열(77)에 의해 가열된다. 브라운가스는 700℃로 알루미늄을 잘 녹일 수 있는가 하면 텅스텐의 경우는 6,000℃의 열을 내면서 대상물질을 기화시켜 버린다. 가열 대상물질에 따라 상이한 열핵반응 특성을 가지고 있는 브라운가스는 블럭(21)과 철을 그대로 용융시켜서 용접할 수 있다.
2. 브라운가스 연소와 발열 메카니즘
분자상(狀) 수소와 산소의 연소 프로세스는
H2→ H· ＋ H·
O2→ O： ＋ O：
H ＋ O2→ O：＋ OH·
O： ＋ H2→ H· ＋ OH·
O： ＋ H2O → OH·＋ OH·
OH·＋ OH· → H2O ＋ O：
OH·래디칼의 전자가 여기(勵起)되어 그 전자가 원래상태로 돌아 올때 발열하고 원자가 분자로 될 때의 에너지도 이용할 수 있다.
여기서 란돌밀즈(RANDOL MILLS) 박사의 이론을 적용하면 수소 원자의 기저상태(基底狀態)이하에서도 전자가 안정적으로 도는 궤도가 존재하여 전자의 이온화 에너지를 포텐셜 에너지로 공진(空振)하고 에너지 공명이승(共鳴移乘)이 일어난다.
3. 적외선에 의한 자기 발열 현상분자내 어떤 진동수를 갖는 적외선이 투과될 경우 그것과 동일한 진동수로 진동하고 있는 분자가 분자들 중에 있다면 그 분자는 적외선을 흡수하여 분자운동이 더욱 격렬하여진다. 물질을 구성하고 있는 분자의 진동수는 적외선 파장대 범위 내에 있으므로 같은 파장대의 적외선이 물질에 조사되면 흡수되어 분자의 공명현상이 일어나서 진동이 점점 격렬하게 되며 이 증폭된 진동에너지의 일부는 자기 발열에 의해 열로 변하고 일부는 분자 운동을 활성화시키는 활성화 에너지로 작용한다. 분자간의 진동과 같은 진동수의 원적외선이 흡수에 의해 공명되는 것을 공명.흡수현상이라 한다.
도 4는 물의 적외선 흡수율을 나타낸 것으로, 중적외선 파장대의 3㎛에서 피크를 이루고 있고, 또한 원적외선 파장대의 6∼11㎛에서 높은 흡수율을 보이고 있다.
다시 말하면, 물 분자는 3㎛의 파장대의 적외선과 부딪치면 거의 100% 적외선을 흡수한다. 이때 물 분자는 여기되어 분자들의 충돌이 심하여지면서 높은 에너지를 열로써 방사한다.
본 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치는 브라운가스 만의 4대 특성이 적용되는 밀폐형 연소실에서 분자상(分子狀) 수소와 산소의 연소 과정에서 계속적으로 생성되는 고온의 물 분자에 적외선이 흡수되어 일어나는 자기발열현상과 복합적으로 작용하여 초고온으로 증폭되면서 H와 O로 이온화되고 이러한 싸이클을 반복하면서 2차, 3차 발진하여 막대한 에너지를 얻어낼 수 있다.
4. 밀폐형 연소실의 기능과 역할
본 발명의 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치는 브라운가스의 4대 특성을 적용가능한 것으로 브라운가스는 탄소가 존재하지 않아 연소 후 연기, 그을음, 검댕이 등이 생성되지 않을 뿐만 아니라, 완전연소되므로 공기 투입구와 굴뚝이 필요 없는 밀폐공간 연소가 가능하다.
따라서 연소실(35) 외부로 열이 빠져 나가는 양보다 축적되는 열이 많으므로 적은 연료 공급으로 연소실(35)의 온도를 고온으로 유지시킬 수 있다.
또한, 연소실(35) 내부에 배설된 발열부(20)를 브라운가스에 의해 직화시키므로써 브라운가스만의 임플로젼과 열핵반응 특성에 의해 발열부(20)는 점점 벌겋게 달구어 지면서 발열부(20) 전체가 1,000℃ 이상의 고온상태가 되어 열을 방사한다.
연소실(35) 외벽(30)은 맥반석 등의 원적외선 방사체로 구축하여 수증기가 배출되는 수증기 배출공(37) 이외에는 밀폐되도록 구성하였으므로, 맥반석으로 이루어진 가열된 외벽(30)으로 부터 외부로 방사되는 적외선(도 1에서 길다란 점선 화살표)은 난방 등의 목적으로 이용할 수 있다.
또한, 연소실(35) 내부로 방사되는 적외선(도 1에서 짧은 점선 화살표)은 마주보고 있는 다른 쪽 벽을 서로 서로 가열하게 되어 고온으로 가열하는데 상승작용을 일으켜서 특히 가운데 설치된 발열부(20)는 브라운가스의 직화열에 의해 가열될 뿐만 아니라, 외벽(30) 및 발열부(20)에서 각각 방사되는 적외선에 의해 여러 번 가열되는 효과를 얻는다.
이렇게 하여 발열부(20) 전체가 1,000℃이상으로 벌겋게 달구어져 적외선을 계속 방사하고, 상기 외벽(30)을 구성하는 맥반석에서는 발열부(20)의 간접열에 의해 지속적으로 적외선(도 1에서 굵은 화살표 실선 표시)을 방사하므로 연소실(35) 내부의 온도는 계속 상승하여 고온 상태가 유지되고, 연소실(35) 상부, 즉 발열부(20)상부에 활활 타오르는 불기둥(80)이 생겨난다. 상기 불기둥(80)은 브라운가스의 연소에 의한 수증기가 순환연소되고 있음을 실제로 증명한다.
본 발명은 상기와 같이 고유한 특성을 갖는 브라운가스를 연료로 사용하여 소량의 연료로도 연소실(35)내의 온도를 고온으로 유지할 수 있는 밀폐형 구조를갖춘 연소실(35)에서 초 효율의 에너지를 창출하는 것이다.
앞에서 설명한 바와 같이 본 발명은 기대상에 설치되는 발열부와, 내부에 연소실을 형성하도록 상기 발열부를 둘러싸며 상부에 수증기 배출공이 형성된 외벽과, 브라운가스를 발생하는 브라운가스 발생기와, 상기 브라운가스 발생기에서 배출되는 브라운가스를 단속하도록 공급관로사이에 설치된 개폐밸브와, 상기 개폐밸브 및 공급관로을 통해 공급되는 브라운가스를 연소시켜서 상기 발열부를 가열시키는 연소버너로 구성되어 있으므로, 브라운가스를 연소시켜서 발열부를 1,000℃이상으로 가열하고, 발열부에서 방사되는 복사열에 의해 외벽을 가열하여 외벽에서 적외선을 내ㆍ외부로 방사할 수 있으며, 또한 연소실 내부로 공급된 브라운가스가 연소된 후 수증기화되면서 고온의 물분자가 되고, 물분자가 발열부와 적외선방사체에서 방사되는 적외선 및 원적외선을 흡수하여 자기 발열 현상에 의해 온도가 초고온으로 상승되며 H와 O로 이온화되는 연소사이클을 반복하여 수증기의 연속적인 재 연소에 의해 막대한 량의 열을 발생할 뿐만 아니라, 브라운가스를 연소시키므로, 연소용 공기를 공급할 필요가 없고, 연소후에 생성되는 부산물(연기, 그을음, 검댕이, 악취)이 발생되지 않아 부산물을 배출시킬 굴뚝이 필요없다는 매우 뛰어난 효과가 있다.
상기와 같이 본 발명은 브라운가스를 안정적으로 생산할 수 있는 전해조를 개발할 수 있었기에 물을 연료로 상용화할 수 있었고, 브라운가스만의 고유한 특성을 규정하고 응용할 수 있었기에 전기분해기술 170년의 높은 벽을 허물 수가 있었다.
또한, 이와 같은 브라운가스만의 특성을 적용하여 연소용 공기 투입구와 굴뚝이 없는 연소실을 제공함으로써, 드디어 연소 혁명을 이룩할 수 있었고, 적외선 방사체에서 내부로 방사되는 적외선이 고온의 물분자에 흡수되어 자기 발열 현상이 일어나고 분자상(分子狀)수소 산소의 과정에서 이온화되면서 2차발진, 3차발진하고, 이러한 현상이 연속 반복되는 싸이클에 의해 막대한 에너지를 얻을 수 있었다.
따라서, 브라운 가스의 연소 장치를 이용하여 수소와 산소의 혼합가스를 연소시키고 상기 연소과정에서 생성된 열은 발열부를 가열시킴으로서 적외선을 방출하게 하고 다시 외벽의 온도를 상승시킴으로서 외벽에서도 또한 적외선이 방출하게 된다. 상기 적외선중 일정한 파장을 물분자가 흡수하여 물분자를 산소와 수소로 해리시키고 상기 해리된 산소와 수소분자가 합쳐지면서 열을 방출하게 됨으로서 연소실 내부의 온도를 상승시키게 된다. 상기와 같이 열이 외부로 방출되는 것을 차단함과 동시에 일정한 파장대의 적외선의 흡수를 이용하여 물분자의 해리 및 결합으로 인해 발생하는 열을 이용함으로서 전체적으로 단순한 수소의 연소로 인하여 발생하는 열보다 훨씬 많은 열을 발생시켜 에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명은 종래의 과학적 상식과 고정관념으로 상상할 수 없었던 새로운 연소방법으로 연소 혁명을 이루고 있고, 본 발명에 의해 고온을 창출할 수 있으므로, 고온을 요하는 모든 연소장치에 적용할 수 있어 에너지 수급에 대한 정책적 기술적 파급효과가 지대하다 아니할 수 없다.
예를 들어 본 발명에 의한 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치 내부에 수관을 설치하여 물을 순환시키면, 그 자체로 보일러가 되는 것은 물론이고, 2,000℃이상의 고온을 요하는 특수폐기물처리로에도 응용될 수 있다.
본 발명에 의한 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치는 외각을 맥반석 등의 적외선 방사체로 구성하였으므로, 브라운가스 공급량을 조절하여 원적외선 방사체가 가열되는 온도를 300 내지 400℃가 되도록 유지하면 적외선(0.76내지 1,000㎛) 중에서 인체에 유익한 파장대(6 내지 14㎛)의 원적외선을 다량 방사하므로, 온실, 양계장, 양돈축사 등의 원적외선 난방에 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 산업용 원적외선 건조실에도 이용할 수 있다.
그 실시예로써, 본 발명자는 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치를 응용한 맥반석 가열로를 이미 상용화하였으며, 누구나 맥반석 가열로 안에서 물이 타면서 불기둥이 일어나고 있는 신비한 현상을 직접 눈으로 확인할 수 있게 하였다.
본 발명이 이러한 맥반석 가열로에 적용되므로써 인체에 좋은 파장대(6 내지 14㎛)의 원적외선을 방사하여 온열 효과에 의한 국민 건강 증진에 이바지하고 있는 유용한 발명일 뿐만 아니라, 본 발명은 환경공해를 유발하지 않는 초 효율의 청정 에너지를 창출해 내므로써 기술의 대 혁신에 의한 인류 천년의 무공해 꿈을 실현하였다.
상기 설명에 있어서, 본 발명에 대해 일실시예를 예로 들어서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위내에서 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러 가지형태로 변형 또는 변경실시해도 본 발명의 개념에 포함되는 것은 물론이다.

Claims (4)

  1. 브라운가스의 특성이 적용되는 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치에 있어서,
    기대(10)상에 설치되는 발열부(20)와, 내부에 연소실(35)을 형성하도록 상기 발열부(20)를 둘러싸며 상부에 수증기 배출공(37)이 형성되어 있으며 적외선을 방사하는 외벽(30)과, 브라운가스를 발생하는 브라운가스 발생기(40)와, 상기 브라운가스 발생기(40)에서 배출되는 브라운가스를 단속하도록 공급관로(50,52)사이에 설치된 개폐밸브(60)와, 상기 개폐밸브(60) 및 공급관로((50,52)을 통해 공급되는 브라운가스를 연소시켜서 상기 발열부(20)를 가열시키는 연소버너(70)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기대(10)는 연소버너(70)를 유지ㆍ보수관리할 수 있도록 일정 두께의 강도를 갖는 철재로 제작한 것으로써, 그 상부면에는 상기 연소버너(70)의 노즐부를 관통해서 고정할 수 있도록 장착공(14)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기대(10)위에 설치되는 발열부(20)는 알루미나 (Al2O3)를 주성분으로 하는 내화물을 성형 소성한 블럭(21)을 가로·세로로 교차해서 조적한 것으로서, 상기 블럭(21)은 상기 연소버너(70)의 노즐부에서 방사되는 불꽃열(77)을 받아서 가열됨과 동시에, 열을 축적하여 적외선을 방사하도록 바닥면(22)의 중앙부가 일정폭을 두고 오목하게 형성된 오목부(22a)와, 상기 오목부(22a)에 수집된 열을 상부로 전달하도록 상기 오목부(22a)의 양측에 서로 일정간격을 두고 상부를 향해서 각각 형성된 2쌍의 관통공(23,24)과 서로 대향하는 상기 관통공(23,24)사이의 상부면을 △D만큼 낮게 형성된 한쌍의 상부오목홈(25,26)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 브라운가스의 순환연소에 의한 에너지 창출장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 발열부(20)는 알루미나(Al2O3)를 주성분으로 하는 고온 세라믹스로 성형하여 적외선이 내외부로 방출되도록 구성하고, 브라운가스가 연소 후 생성되는 수증기가 상기 발열부(20) 내부의 관통공(23, 24)과 상부 오목홈(25,26)을 통과하는 동안 고온의 물분자가 되고, 상기 고온의 물분자가 일정 파장대의 적외선을 흡수하여 초고온으로 상승하면서 H와 O로 해리되고 재결합하는 과정에서 막대한 에너지가 발생할 수 있도록, 특별히 적외선이 다량 방사되는 맥반석 등으로 외벽(30)을 구성한 것을 특징으로 하는 브라운가스 순환연소에 의한 에너지 창출장치.
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